功與功率專項練

2025年高考物理一輪復習備考

一、單選題

1.質(zhì)量為機的物體靜止在傾角為e的斜面上，物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g。

現(xiàn)使斜面向右水平勻速移動一段距離L物體與斜面的相對位置不變，如圖所示，在此過程中摩擦力

對物體所做的功為（）

A.jumgLcos20

B.-jumgLcos20

C.mgLsin^cos^

D.—mgLsin0cos3

2.如圖所示，質(zhì)量為根的物體，在與地面成a角斜向下的力尸的作用下，由靜止沿水平方向運動了

距離無，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為〃。則此過程中（）

B.地面摩擦力對物體做功為-

C.重力對物體做功為wgx

D.地面支持力對物體做功為（7〃g+尸sin（z）x

3.一根粗細不均勻的繩子擺放在地面上，已知繩子的質(zhì)量為5kg,繩長為1m,抓住繩子一端緩慢往

上提起，直到另一端恰好離開地面，此過程需做功30J。若抓住繩子的另一端把繩子緩慢提起來，拉

力做功為（glXlOm/s2）（）

A.10JB.20JC.30JD.50J

4.如圖甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平拉力F的作用，尸的大小與時間f的關系

和物體的速度v與時間r的關系如圖乙所示；則下列說法正確的是（）

F/N

6-----1-----1

??

??

??

4T■；——?

??

F2-

!

-----1----!-----1------->

///////////////////////0369t/s

甲乙

A.0~3秒，物體受到的摩擦力是零

B.3~6秒，物體受到的摩擦力是6N

C.6~9秒，拉力廠的功率是12W

D.6~9秒，拉力廠對物體做的功是24J

5.人們設計出磁懸浮列車，列車能以很大速度行駛,列車的速度很大，是采取了下列哪些可能的措

施（）

A.減小列車的質(zhì)量

B.增大列車的牽引力

C.減小列車所受的阻力

D.減小列車的功率

6.一汽車在平直公路上行駛。從某時刻開始計時，發(fā)動機的功率尸隨時間f的變化如圖所示。假定

汽車所受阻力的大小/恒定不變。下列描述該汽車的速度v隨時間f變化的圖線中，可能正確的是（）

尸八

P?-------1----------;

7.物體放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向運動，在。?6s內(nèi)其速度與時間關系的

圖像如圖甲所示，拉力的功率與時間關系的圖像如圖乙所示，由圖像可以求得物體的質(zhì)量為（）

8.質(zhì)量為M的汽車在平直的公路上行駛，發(fā)動機的輸出功率P和汽車所受的阻力/都恒定不變。在

時間f內(nèi)，汽車的速度由vo增加到最大速度外”汽車前進的距離為s,則在這段時間內(nèi)發(fā)動機所做的

功為（）

B.((%+%),

A.fs

1,1,

C.fvotD.+fs

二、多選題

9.如圖為修建高層建筑常用的塔式起重機，起重機將質(zhì)量%=5xl（）3kg的重物由靜止開始勻加速豎直

吊起，加速度a=0.2m/s2,當起重機輸出功率達到最大值后，保持該功率直到重物做速度為

%=1.02m/s的勻速運動，取g=10m/s2,不計空氣阻力和額外功。則（）

A.起重機輸出的最大功率為5.1xl（）4w

B.重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間為5s

C.重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間為5.1s

D.起重機在第2秒末的輸出功率為2xl（）4w

10.一質(zhì)量為4kg的物體，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做勻速直線運動。當運動一段

時間后拉力逐漸減小，且當拉力減小到零時，物體剛好停止運動。如圖所示為拉力尸隨位移x變化的

關系圖像。g取10m/s2,則據(jù)此可以求得（）

F/N

B.整個過程拉力做的功為10J

C.整個過程摩擦力對物體所做的功為嗎=-16J

D.在剛開始的2m內(nèi)合外力對物體所做的功為W=8J

11.如圖甲，某水電站建筑工地用發(fā)動機沿傾斜光滑軌道將建材拉到大壩頂上，已知軌道的傾角

6=37。，每次從大壩底端向上拉建材的過程中，發(fā)動機所做的功與位移的關系如圖乙所示。圖乙中

x<6m時圖線為直線，當尤=6m時發(fā)動機達到額定功率，6m<x<18m對應的圖線為曲線；當x=18m

時建材達到最大速度，x>18m時圖線為直線。已知每個建材的質(zhì)量輸=100kg,g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8o據(jù)圖中數(shù)據(jù)可知（）

A.建材在前6s做勻加速運動，加速度大小為3m/s2

B.從6m到18m的過程中，建材做加速度增大的加速運動

C.發(fā)動機的額定功率為5400W

D.建材能達到的最大速度為9m/s

12.如圖甲、2023年5月11日，武漢新增國內(nèi)首條懸掛式空中軌道列車一光谷空軌，列車懸空飛馳、

科幻感拉滿。一輛質(zhì)量為m的空軌列車由靜止開始加速。其加速度。隨速度變化的關系如圖乙所示,

空軌列車的速度達到v后，牽引力的功率保持恒定。已知空軌列車在行駛過程能達到的最大速度為%，

所受到阻力（摩擦和空氣阻力）不變。下列說法正確的是（）

v

A.空軌列車在行駛過程中所受阻力及=ma0

B.空軌列車的速度達到v后，牽引力的功率「=口」必4

C.勻加速啟動過程中，空軌列車牽引力做功為卬=」」機/

D.勻加速啟動過程中，牽引力的功率尸與時間行黃足P

三、解答題

13.為了推動綠色出行，我國多個城市引入了以氫為動力的新型公交車，以替代傳統(tǒng)的燃油公交車。

若某氫能源公交車以140kW的恒定功率勻速行駛300s消耗了0.5kg的氫燃料(4氫=14x1081/^)。求：

測速儀

Od)))

(1)完全燃燒0.5kg氫燃料放出的熱量；

(2)公交車的熱機效率；

(3)司機開著公交車勻速行駛時進入某超聲測速區(qū)域，如圖所示。當公交車運動到距測速儀370m時,

測速儀向公交車發(fā)出一超聲波信號，2s后收到從公交車返回的信號，超聲波在空氣中傳播速度為

340m/s,該路段限速lOOkm/h,請問公交車是否超速？

14.如圖甲所示，有一底面積為0.02m2,質(zhì)量為3kg的正方體物塊，在拉力尸的作用下在水平面上

做直線運動。拉力隨時間變化、速度隨時間變化圖象分別如圖乙、丙所示，已知物塊在2?4s的運動

距離為2m,g取lON/kgo求:

(1)物塊靜止時對水平面的壓強；

⑵在2?4s物塊受到的摩擦力；

(3)在前6s內(nèi)，拉力尸做功的功率。

15.滑板運動是一項非常刺激的水上運動，研究表明，在進行滑板運動時，水對滑板的作用力外垂

直于板面，大小為其中v為滑板速率(水可視為靜止)。某次運動中，在水平牽引力作用下，

當滑板和水面的夾角夕=37。時，滑板做勻速直線運動，相應的左=12.5kg/m,人和滑板的總質(zhì)量為

3

100kg,試求(重力加速度g取lOm/s?,sin37。取《，忽略空氣阻力)：

水平牽引力

水面滑板

(1)水平牽引力的大??；

⑵滑板的速率；

(3)水平牽引力的功率。

16.如圖所示，一臺起重吊車將質(zhì)量加=5000kg的重物由靜止開始以a=0.2m/s2的加速度豎直向上勻

加速提升，，=15s末之后保持功率不變繼續(xù)提升重物，直至重物勻速上升。取g=10m/s2,不計空氣阻

力，求：

(1)該起重吊車的額定功率；

(2)重物上升的最大速度；

(3)重物開始運動后20s內(nèi)起重吊車提升重物的平均功率。

參考答案:

1.C

由平衡條件得，物體所受的靜摩擦力

f=mgsin0

摩擦力對物體做的功

W=fLcos6=mgLsin0cos0

2.A

A.由功的計算公式知力產(chǎn)對物體做的功為

W=Fxcosa

故A正確；

B.分析物體受力可得物體受到地面的摩擦力為

f="(mg+Fsina)

摩擦力所做的功

Wf=+Fsina)x

故B錯誤；

CD.重力和支持力都在豎直方向上，物體在豎直方向上的位移為零，所以重力和支持力都不做功，

故CD錯誤。

3.B

提起繩子過程中，拉力做功為

W="2g/z/i表示重心上升的高度。計算可知第一次重心升高0.6m,故第二次重心升高0.4m,對應拉

力做功20Jo

4.D

A.由圖乙可知，0~3秒內(nèi)，物體處于靜止狀態(tài)，由平衡條件可知，此時物體受到的摩擦力為

Z=^=2N

故A錯誤；

B.由圖乙可知，3~6秒內(nèi)，物體做勻加速直線運動，設物體受到的滑動摩擦力為力；6~9秒內(nèi)，物

體受到拉力片和滑動摩擦力力的作用，由于此時物體做勻速直線運動，由平衡條件得

^=^=4N

故B錯誤；

CD.由圖乙可知，6~9秒內(nèi)，物體做勻速直線運動的位移為

6~9秒，拉力F對物體做的功為

W=舄%=4X6J=24J

6~9秒，拉力尸的功率為

W24

P=——=-----W=8W

，39—6

故C錯誤，D正確。

5.C

列車以最高速度勻速行駛時，滿足

P=Fv,F=f

則

P

v=-

所以列車懸浮后，通過減小列車受的阻力以及增大列車的功率可以提高列車的速度。

6.A

由尸一圖像可知，。~。內(nèi)汽車以恒定功率［行駛，4內(nèi)汽車以恒定功率2行駛。設汽車所受牽

引力為方，則由

P=Fv

可知當v增加時，月減小，由

可知當U增加時，4減小，根據(jù)VT圖像的斜率表示加速度，圖A符合要求。

7.B

勻速運動時拉力等于摩擦力，則有

口105

F=f='=—NT=-NNT

i匕63

勻加速運動時拉力為恒力，速度隨時間均勻增大，所以功率隨時間均勻增大，有

2

工=8=.N=5N,F2-f=ma,tz=—=3m/s

匕6AZ

聯(lián)立可得

9

8.D

BC.在速度達到最大時，牽引力與阻力平衡，則有

R=f

根據(jù)功率關系有

產(chǎn)=居%

由于發(fā)動機的輸出功率P恒定不變，則在這段時間內(nèi)發(fā)動機所做的功為

WPt

解得

W=^mt

故BC錯誤；

AD.根據(jù)動能定理有

1,1,

wsMvMv

-f=^m--o

解得

1,1,

W=-Mv^--Mvo+fs

故A錯誤，D正確。

9.AB

A.當牽引力等于重力時功率最大，則起重機輸出的最大功率為

34

p=777gvm=5xl0xl0xl.02W=5.1xl0W

選項A正確；

BC.重物做勻加速運動的牽引力

F=mg+ma=5.1xlO4N

勻加速能達到的最大速度

v=￡=lm/s

F

所經(jīng)歷的時間為

=-=5s

a

選項B正確，C錯誤；

D.起重機在第2秒末的輸出功率為

44

=FV2=F^2=5.1X10X0.2X2W=2.04X10W

選項D錯誤。

10.AC

A.由圖像可知，勻速運動階段根據(jù)受力平衡可得滑動摩擦力大小為

/=F=4N

故A正確；

B.根據(jù)尸-尤圖像與橫軸圍成的面積表示位移，可知整個過程拉力做的功為

明=1x(2+4)x4J=12J

故B錯誤；

C.整個過程摩擦力對物體所做的功為

w；.=-/c=-4x4J=-16J

故C正確；

D.在剛開始的2m內(nèi)，物體做勻速直線運動，物體所受合外力為0,則合外力對物體所做的功為0,

故D錯誤。

11.CD

A.因W-x圖像的斜率等于拉力F,可知建材在前6m所受的拉力恒定不變，則做勻加速運動，拉

力

則加速度大小為必有

F—mgsin37°=ma

解得

a=3m/s2

根據(jù)尤=|彘2可得，建材在前6m運動時間為

，=2s

故建材在前2s所受的拉力恒定不變，做勻加速直線運動，但是2s后發(fā)動機達到額定功率，拉力減小,

建材做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動，故A項錯誤；

B.當無=6m時發(fā)動機達到額定功率，此后建材要做加速運動，根據(jù)

P=Fv

所以只能做加速度不斷減小的加速運動，故B項錯誤；

C.x=6m時建材的速度大小為匕，有

片=2ax1

解得

Vj=6m/s

發(fā)動機的額定功率為

P=Fvi=5400W

故C項正確；

D.%=18m時貨物達到最大速度

P=mgsin370%

解得

vm=9m/s

故D項正確。

12.AB

A.空軌列車勻加速階段，根據(jù)牛頓第二定律

F—Ff=ma0

又

P=Fv=Ftvm

聯(lián)立解得空軌列車在行駛過程中所受阻力

LV

rf=--------maQ

%一

故A正確；

B.空軌列車的速度達到v后，牽引力的功率

pF

=fvm=^^ma0

%-v

故B正確；

C.勻加速啟動過程中，空軌列車的位移為

v2

x=----

2ao

勻加速啟動過程中，空軌列車牽引力做功為

W=Fx=—%—mv2

2(%-v)

故C錯誤;

D.勻加速啟動過程中，牽引力的功率尸與時間f滿足

P=Fv'=Faot=———ma^t

%一丫

故D錯誤。

13.(1)7X107J

(2)60%

(3)汽車的速度為30m/s,超速

(1)根據(jù)熱量的計算公式有

Q=qm=7X107J

(2)牽引力做功為

W=Pt

公交車的熱機效率為

W

77=一

Q

代入數(shù)據(jù)解得

77=60%

(3)設汽車的速度為也由題意，超聲測速儀發(fā)出的信號經(jīng)72s=ls后與汽車相遇，由v=v±可得，在

2t

這段時間內(nèi)，汽車的路程與超聲波的路程關系式為

vxls+340m/sxls=370m

解得

v=30m/s=108km/h

汽車有超速。

14.(l)p=1500Pa

⑵/=6N

(3)P=7W

(1)物塊靜止時地面的支持力為

N=mg=30N

由牛頓第三定律可知物體對地面的壓力為

N=N'=30N

則物塊靜止時對水平面的壓強為

N'30

p=一=——Pa=1500Pa

S0.02

(2)物塊在2?4s做勻加速直線運動，拉力為8=9N,由vT圖可得加速度為

%=--=lm/s2

-\t

由牛頓第二定律可知

F2-f=ma2

聯(lián)立解得

/=6N

(3)物塊在0~2s靜止，拉力做功為叱=0J；

物塊在2s~4s拉力做功為

W2=F2X2=9X2J=18J

物塊在4s~6s拉力做功為